Nieuw type stamcel ‘geprogrammeerd’

De vage F-stamcellen

De vage stamcellen (links) vergeleken met ‘normale’ cellen (afb: Knoepfler-lab)

Onderzoekers van het Lunenfeld-Tanenbaum-instituut, onderdeel van met Mount Sinai-ziekenhuis in Toronto (Can), hebben met behulp van ‘herprogrammering’ een nieuw type pluripotente muizenstamcellen gekweekt, de zogeheten F-cellen (F staat voor fuzzy=vaag, vanwege hun vage voorkomen), uitgaande van volwassen cellen. De F-cellen zijn in staat zich te ontwikkelen tot cellen voor alle drie typen embryonale weefsels, maar zijn toch verschillend van de pluripotente stamcellen die tot nu toe via herprogrammering uit volwassen cellen werden gewonnen. De  bekendmaking vormt een onderdeel van een kleine vloedgolf aan artikelen (vijf) over dit thema dat tegelijkertijd verschijnt. Het onderzoek, dat plaatsvindt onder de naam project Grandiose en waaraan vijftig wetenschappers deelnemen, licht een tipje van de sluier op van het mysterie van het herprogrammeren van volwassen cellen.

“Wat ik zo opwindend vind is dat dit onderzoek de mogelijkheid suggereert dat er verschillende soorten pluripotente stamcellen zijn”, zegt celbioloog Paul Knoepfler van de universiteit van Californië in Davis die niet aan het onderzoek heeft deelgenomen. Juan Carlos Izpisua Belmonte, een ontwikkelingsbioloog van het Salk-instituut die een commentaar bij het artikel schreef, is het met Knoepfler eens. “Deze onderzoeken en ons begrip van embryonale ontwikkeling doen vermoeden dat de ons bekende pluripotente cellen het hele spectrum van pluripotentie vertegenwoordigen of beter gezegd: er bestaat een veelvoud aan pluripotente toestanden oftewel andere pluripotente toestanden kunnen worden gerealiseerd door celherprogramering.” Ook uit recent onderzoek van het MIT in Cambridge (VS) was gebleken dat er stamcellen en stamcellen zijn.

Een tweede artikel in Nature gaat over de mogelijke, neem ik aan, routes die volwassen cellen ‘bewandelen’ op weg naar verschillende pluripotente toestanden door herprogramering, inclusief die van de nieuw ontdekte F-cellen. Om F-cellen te krijgen zijn grotere hoeveelheden transcriptiefactcoren nodig dan de ontdekker van de herprogrammering Shinya Yamanaka ‘voorschreef’. De voortdurende hoge expressie van transcriptiefactoren, waaronder  Sox2 en Oct4, resulteert in verschillende epigenetische typen F-cellen. Samen met drie andere artikelen in Nature Communicaties, beschrijven deze twee de jongste ontwikkelingen binnen het zogeheten Grandiose-project, geleid door Andras Nagy van het Lunenfeld-Tanenbaum-instituut. De groep van Nagy analyseerde het herprogrammeren van de volwassen in stamcellen nauwgezet, bij telkens nieuwe monsters. De drie laatste artikelen leggen de veranderingen vast op het gebied van RNA, eiwitten en epigenetica gedurende de transformatie. De onderzoekgegevens zijn door iedereen in te zien op Stemformatics.

Het is nog niet duidelijke of de muiselijke F-cellen ook in de natuur bestaan. Nagy denkt dat dat deze cellen misschien alleen in de reageerbuis kunnen bestaan, door de hoge expressie van de vier genen, maar dat vlakt hun mogelijkheden niet uit. “Je zou kunnen denken aan kunstmatige cellen, als we de materie kunnen doorgronden. Mogelijk hebben ze therapeutische waarde.”

“In sommige opzichten zijn F-cellen het prototype van stamcellen die kunnen worden gebruikt voor onderzoek of therapie. Ze groeien sneller en onder makkelijker omstandigheden dan de ‘oude’ pluripotente stamcellen”, zegt medeonderzoeker Thomas Preiss van de Australische Nationale universiteit in Canberra. “Het was verbazingwekkend te ontdekken hoe verschillend pluripotente stamcellen op moleculair niveau zijn.” De volgende stap is nu menselijke F-cellen te gaan maken. Ook moeten de onderzoekers nog uitzoeken of de cellen zich ook kunnen ontwikkelen tot diverse functionele celtypen. Volgens Knoepfler helpt dit onderzoek er achter te komen hoe het herprogrammeren van cellen in zijn werk gaat. “Er is nog veel te leren over hoe differentiëring in zijn werk gaat.”

De artikelen en de koppelingen:

M. Benevento et al., “Proteome adaptation in cell reprogramming proceeds via distinct transcriptional networks,” Nature Communications, 2014.

J.L. Clancy et al., “Small RNA changes en route to distinct cellular states of induced pluripotency,” Nature Communications, 2014.

S.M.I. Hussein et al., “Genome-wide characterization of the routes to pluripotency,” Nature,  2014.

D.S. Lee et al., “An epigenomic roadmap to induced pluripotency reveals DNA methylation as a reprogramming modulator,” Nature Communications, 2014.

P.D. Tonge et al., “Divergent reprogramming routes lead to alternative stem-cell states,” Nature, 2014.

Bron: the Scientist

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.